基于plc的大棚温湿度控制系统样本.doc

摘 要
随着人们生产水平不断提高，对生活环境和生产环境规定就显得尤为重要，温湿度智能控制就显得极为重要，因而温湿度检测系统就是当代生产生活中应运而生一种智能、快捷、以便可靠检测系统。在咱们寻常生活中许多蔬果、花卉都是由温室大棚哺育而出，可是在现阶段该如何运用自动检测控制系统更有效提高温室大棚调节精度和效率，这对国内农业发展有着不可预计重要意义。 本设计采用三菱FX2N系列可编程控制器来实现自动化控制，温室大棚中温度、湿度等环境因素在植物生长中起重要作用，在检测时应考虑到测量精度、以便设备连接与操作等问题。采用温度传感器和湿度传感器测量，再将所测量信息反馈给PLC,由PLC将其与设定值做出比较，进而发出相应指令调节温室内温度和湿度，使该系统可以达到自动化控制目。
核心词：plc梯形图程序寻

目 录
0 前言 1
1 系统设计任务 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2温室大棚重要构造概述 2
1.2.1温室大棚构造 2
1.2.2温度传感器、湿度传感器、检测仪表 3
1.2.3电机某些 3
1.3系统工作流程概述 3
1.3.1对温室大棚内温度与湿度进行调节、监测 3
1.3.2系统流程 4
2 系统硬件选用 4
2.1PLC选用 4
2.2变频器选用 5
2.2.1变频器作用及工作原理 5
2.2.1三菱FR-E540通用型变频器 6
2.3 传感器选取 6
2.3.1传感器选取办法 6
2.3.2传感器型号及显示仪表选取 7
2.4环流风机 13
2. 5 加热及加湿系统设计 - 13 -3
2.5.1 燃油热风机加热系统 13
2.5.2微雾加湿机 14
3 主电路回路设计 16
3.1电气原理图 16
3.2 环流风机电路设计 17
3.2.1变频器使用 17
3.2.2环流风机回路电路图 18
3.3加湿电机电路设计 19
3.4风门电机电路设计 19
3.5风冷电机电路设计 20
3.6加热风机主回路设计 21
4 软件程序设计 21
4.1PLCI\O分派表 21
4.2PLC接线图 23
4.3 主程序设计与分析 24
结束语 31
参照文献 32
附录A 33

0 前言
如今塑料大棚、日光大棚成为国内设施农业构造重要构成。可以充分运用阳光，可以减轻环境污染等特点，随着改革开放加深，农村劳动力系统转移，都市化进程飞速加快，农业发展迎来一场新农业变革。从1995年开始国内大型温室大棚面积迅速增长到当前已有约200公顷。温室大棚光运用率强，土地运用率高，越冬保温能力强，作物病虫害低等长处。
设施农业大力发展为大棚实现大型当代化发展提供了较好机会，使其迅速稳定发展，到当前为止，相称大一某些温室大棚要靠种植者经验为保障来完毕，缺少主线科学性。这种管理方式缺少量化指标，精准度低。仅仅够温室大棚实行被动调节而不能积极使大棚内环境因素自我调节就无法发挥大棚高效性，这对农业当代化进程发展是极大影响。
依照温室大棚温湿度控制系统发展形势可将其分为三个阶段：手动控制：这是温室大棚发展初级阶段，技术落后，重要依托长期从事农业工作者经验实行，也是该系统执行者。但生产效率低，不适合推动农业当代化进程.自动控制：这是温室大棚农业发展此外一种阶段，它需要种植者按照棚内作物生长状况设立目的参数，从而控制系统把传感器实际输出值进行比较，达到调节环境因素作用，这有助于大规模生产，提高生产效率，缺陷是难以介入植物生长内在规律。智能控制：这是最后阶段，该技术重要建立在自动控制和生产实践上，是总结和运用农业领域知识及实验数据建成系统，该技术是在手动控制和自动控制技术之后发展而来，会越来越先进与成熟。
1 系统设计任务
1.1课题研究背景及意义
当前，国内绝大某些温室大棚都安装了加温、降温、通风和除湿等设备，但大某些是通过人工让它工作，若是面积增大种植者劳动强度就会成倍增长，更别提对温湿度精准控制。结合发呈现状充分发挥PLC控制长处，再综合种植者经验和温湿度精准自动调节，对推动温室大棚发展起到很大作用。
温室大棚重要作用是为作物提供先进成长环境，以避免四季气候变化和恶劣天气环境。普通以采光和覆盖式材料作为重要构造材料，它能保证作物健康成长从而提高产量。温室大棚温湿度控制通过接受光电、温度、湿度传感器传来信号再通过PLC控制以及决策调剂各种环境因素而提供良好生长环境。该系统在前人总结原有基本上，再结合农业知识和各种实验数据收集，更精准使用外部设备动作完毕相应功能。在不同季节均有不同温湿度原则，依照外界温度变化大棚内温度也会跟着减少或升高但温室里面是也许依照植物生长环境条件来变化，例如到了冬季温度减少，而植物会因温度减少使植物生长得慢以及不生长，导致植物产量下降，因此当前农业方面也挺先进，有了控制植物温、湿、光照、二氧化碳、环境温、湿度，以及土壤养分、土壤温度、土壤水分等农业环境要素，依照温室作物生长规定，自动控制、灌溉施肥等环境控制设备，自动调控温室内环境，达到适当植物生长范畴，为植物生长提供最佳环境。智能温室控制系统可以使温室运营于经济节能状态，实现温室无人值守自动化运营，减轻人员劳动强度，减少温室能耗和运营成本。
1.2温室大棚重要构造概述
1.2.1温室大棚构造
跨度，当前各地生产中使用温室大棚，大多数跨度(自温室南部底脚起至北墙内侧宽度)都是6-7m。事实证明，这样跨度，配之以一定屋脊高度，可以保证南屋面(前坡)有极大采光角度。可保证作物生长有较大空间，又便于被盖保温，还便于选取建筑材料，是比较合用。如果跨度增大，高度无法再增长，南屋面角度变小，势必采光不好。此外，揭盖草苫困难，使保温效果下降。并提高建材造价。从各地经验看来在北纬40°以北或冬季寒冷极限温度在-20℃ 如下地区，宜选用6m跨温室，北纬40°以南冬季不太寒冷地区，宜选用7m跨温室。(2)高度 温室高度重要是指屋脊高度。它与跨度有一定关系，在跨度拟定状况下，高度增长，温室角度也增长，从而提高采光效果，进而增长蓄热量，弥补热量损失一面。6m跨冬季温室高度以2.7～2.8 m为宜，7m跨温室高度以 3.1 m为宜。（3)长度以50～60 m为宜，如果太短.不但单位面积造价提高，两边山墙遮阴面也大，影响产量，如果再长，室内温度不 易控制一致，产品和生产资料运送也不以便。(4)前屋面角度 其指前屋面与地平面夹角。这个角度越大，前屋面与阳光交角(投射角)越大，透过光线也就越多。斜立式温室这个角度在北纬400以南地区应达到23℃或以上。拱圆形温室在北纬40°～42°，拱底脚应达到 50°～60°，拱中段要达到20°～30°，上段要达到10°，这样有助于冬季采光。下图为本课题实物构造图1所示：

图1 温室大棚构造实物图
1.2.2温度传感器、湿度传感器、检测仪表
温度和湿度是农作物生长重要条件，是保证农作物生长需要绝对适当温度与湿度。从而使其达到最高产量，温度传感器和湿度传感器就是为了检测温室大棚内温度与湿度从而与设定值相比较作出判断。而监视仪表则是直观体现出当前温度值与湿度值。
1.2.3电机某些
本系统采用了五种不同功能电机：环流风机，它在整个植物生长过程中全天候工作，重要作用是将大棚内空气形成对流，为每一种植物提供适当温度和湿度。风冷电机重要作用是当温度超过设定值时进行温室内散热作用，从而保证农作物生长在正常温度下生长。风门电机重要作用是为农作物提供新鲜空气从而达到控制温室大棚内温度以及湿度使其更适合农作物生长。加湿电机是为农作物生长提供适当湿度核心某些，提高农作物成活率。在植物生长中，需要在特定期间对大棚内空气进行加温，达到农作物所需温度。在大棚中使用圆翼型热镀锌散热器进行加热。
1.3系统工作流程概述
1.3.1对温室大棚内温度与湿度进行调节、监测
对不同农作物生长所需最适当温度也不尽相似如韭菜最适生长温度表1-1:

表1 韭菜最适生长温度表
农作物种类
生长周期
温度（度)
湿度（%RH)
韭菜
20天
20～25
60～70

系统通过传感器来检测温度与湿度，同步对温度进行调节控制。湿度传感器再该系统中重要控制大棚湿度，通过湿度传感器设定值与当前温室大棚内湿度相比较，来控制风门电机和加湿电机启动，使温室内湿度达到设定值。
1.3.2系统流程
在该系统中可以实现手动控制和自动控制两种不同控制规定。（1）手动控制：可以手动控制加湿电机、风门电机启动和停止。（2）自动控制：温室大棚工作流程是在播种完毕之后，按下启动按钮打开环流风机为了让环流，风机始终处在最佳运营速度，通过三菱FR-E540通用型变频器来调速。当刚开始启动环流风机时以最高速度运营，使大棚温度迅速达到20°尚有湿度达到60%RH时，环流风机以低速运营，在背面每隔三小时进行换气，环流风机以中速运营。当湿度低于60%RH时加湿电机开始工作，当湿度高于60%RH时，加湿电机停止工作。当温度低于20°时风冷电机停止工作，加热风机开始工作。当温度超过20°时，加热风机停止工作，风冷电气启动开始散热，是温度达到设定值。该构造线路简朴，工作稳定可靠。当在变化工艺流程时，便于线路改造。以便对系统硬件进行检修与调试。
2 系统硬件选用
2.1PLC选用
PLC特点：（1）通用性强，使用以便：PLC通过软件实现控制，只需要变化软件就可以实现不同控制规定，以便快捷适应工艺条件变化。同步由于PLC产品系列化和模块化可以构成满足各种控制规定控制系统，顾客在硬件方面设计工作只是拟定PLC硬件配备和I/O外部接线。（2）功能强，适应面广：PLC不但具备逻辑运算、计时、计数、顺控等功能，并且还具备A/D、D/A转换，数值运算和数据解决等功能。因而，它既可以对开关量进行控制，也可以对模仿量进行控制还具备通信联网功能，可以与上位机和PLC之间构成分布式控制系统。（3）可靠性高，抗干扰能力强：针对PLC“专为在工业环境下应用而生设计”规定，PLC采用了一系列硬件和软件抗干扰办法，还采用屏蔽、滤波、隔离等抗干扰办法，在软件方面设立了故障检测与诊断程序，检查判断故障迅速以便。本系统所选用PLC为三菱FX2N系列，其功能强大，使用简朴以便。三菱FX2N系列PLC采用一体化箱体构造，其基本单元将CPU、存储器、I/O接口及电源等都集成在一种模块内，构造紧凑，体积小巧，成本低，安装以便。FX2N有各种特殊功能模块，如模仿量I/O模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、位置控制模块、RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模块或功能扩展板、模仿定期器扩展板等。由于本次系统输入点用了14个，输出点用了13个因此本系统所选用是三菱FX2N-32MR型号PLC。

图2 三菱FX2N-32MR型PLC实物图
2.2变频器选用
2.2.1变频器作用及工作原理
主电路是给异步电动机提供调压调频电源电力变换某些，变频器主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源直流变换为交流变频器，直流回路滤波是电容。电流型是将电流源直流变换为交流变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三某些构成，将工频电源变换为直流功率“整流器”，吸取在变流器和逆变器产生电压脉动“平波回路变频器节能重要体当前风机、水泵应用上。为了保证生产可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定富余量。当电机不能在满负荷下运营时，除达到动力驱动规定外，多余力矩增长了有功功率消耗，导致电能挥霍。风机、泵类等设备老式调速办法是通过调节入口或出口挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，使其输入功率大，且大量能源消耗在挡板和阀门截流过程中。当使用变频调速时，如果流量规定减小，通过减少泵或风机转速即可满足规定。
2.2.1三菱FR-E540通用型变频器
三菱FR-E540变频器是属于FR-E500系列，其体积小，性能高，重要功能有如下几点：
1． 功率范畴： 0.4～7.5KW　
2． 用磁通矢量控制，实现1Hz运营150%转矩输出。
3． ID，15段速度等功能选取。
4． 内置RS485通信口。
6． 柔性PWM，实现更低噪音运营。
7． 可选取FR－PA02－02简易型面板或FR－PU04－CH型LCD显示面板。0.4-7.5KW（3相380V，FR-E540系列）采用磁通矢量控制，实现1HZ运营150%转矩输出，更低噪音运营。
由于它价格相对来说比较低，因此三菱FR-E540通用型变频器更适合本系统控制规定，故应选用

图3 三菱FR-E540系列变频器实物图
2.3 传感器选取
2.3.1传感器选取办法
依照被测量对象与环境拟定传感器类型：进行测量工作时，一方面要考虑到采用什么原理传感器，需要分析诸多方面因素才干拟定，由于虽然是去测量同一种物理量也有诸各种原理传感器可以使用，因此依照被测量特点和使用环境应考虑如下几点:（1)量程大小；（2)被测环境对传感器体积规定；（3）是接触式还是非接触式；（4）所测得信号发出办法。在考虑完上述问题后才干更合理选用传感器。
依照传感器敏捷度：普通在线性范畴内，但愿敏捷度越高越好，可是实际中咱们应当注意是，随着传感器敏捷度变高，与被测量无关外界信号也容易被采集，从而影响被测量精度，导致数据可靠性下降，因此应选取敏捷度对系统适当传感器来使用。
依照频率响应性质：传感器频率响应，决定了被测量范畴，需要在容许条件下保持信号采集才不会失真。从事实上来说传感器响应特性会有一定期间延误，理论上是但愿越短越好，可以使得测量范畴变大。由于传感器构造特点影响，机械性误差比较大因此应选取传感器可测信号率比较低。在动态测量时，应按照信号特点响应，以免误差过大。
依照传感器精度：测量精度是传感器非常重要一种指标，由于它关系到整个测量系统对测量数据精准度，因而，精度越高传感器价格也都非常昂贵。因此只要选取对系统适合使用传感器就可以了，如果是为了定量分析，必要有精准测量值，要选取精度级别足够传感器，也是特别重要环节之一。
依照传感器稳定性：传感器在使用一定期间后，其能力保持不变得特性叫做稳定性，因此普通具备良好稳定性传感器都要对环境具备较强适应能力，选取传感器之前，应对其使用环境做出调查以及评估，并选取与其环境匹配传感器。
2.3.2传感器型号及显示仪表选取
温度传感器：本系统选用是PT100型电阻式温度传感器，它测量范畴是-200℃～400℃。PT100是一种以铂为原材料制成电阻式温度传感器，当它电阻值在0度时为100欧姆。其外形构造如下图4所示

图4 PT100温度传感器

PT100温度传感器重要技术参数如下表2。
表2 Pt100温度传感器重要技术参数：
特性指标
测温范畴
-200～400℃
探头长度:
5cm/10cm
15cm/20cm
电阻变化:
0.3851Ω/℃
引线接法
三线式
接线方式:
接线叉
传感器件:
PT（铂）
探头直径:
Φ5mm
引线长度:
普通2米，定制长度（专用引线）
允通电流：
≤5mA
热响应时间：
<30s
供电：
24VDC
输出：
4～20mAD
Pt100温度传感器长处：
具备抗振动、稳定性好、精确度高、耐高压等长处

PT100温度传感器三根芯线接法重要是将PT100铂电阻传感器有三根引线，可以用A、B、C表达，按照规律为，A与B或C之间阻值在常温下为110欧左右，B与C之间为0欧，但从传感器内部构造上看B与C是相通。仪表上接传感器固定端子有三个，A线接在仪表上接传感器一种固定端子，B和C线位置是可以互相调换，但都需要接上。
PT100温度传感器采用三线式接法原由于PT100温度传感器0℃时电阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃。由于其电阻值小，敏捷度高，因此引线阻值不能忽视不计，工作原理如下：
PT100引出三根导线截面积和长度均相似(即r1=r2=r3)，测量铂电阻电路普通是不平衡电桥，铂电阻作为电桥一种桥臂电阻，将导线一根(r1)接到电桥电源端，别的两根(r2、r3)分别接到铂电阻所在桥臂及与其相邻桥臂上，这样两桥臂都引入了相似阻值引线电阻，电桥处在平衡状态，引线线电阻变化对测量成果没有任何影响。三线式接法原理图如图5所示。

图5 三线接法原理图
当R1 X (Rx + r1 + r3)=R2 X (Rpt100 + r2 + r1)，当电桥平衡时，U=0。
温度显示及控制：在温室大棚里温度须配有相应温度显示控制仪表才干直观显示出来，本系统所选用是XMOB智能型温度显示屏，它可以调节上限温度值和下限温度值。当室内温度不不大于下限温度值时，相应输出继电器S1动作，当温室内温度不不大于上限温度值时，相应输出继电器S2动作，从而实现对温度控制作用。

图6 XMOB智能型温度显示屏

其重要技术参数是如下表2-2所示：

表3 XMOB智能型温度显示屏技术参数
输出类型
继电器输出
测量精度
±0.5%F.S±1digit

冷端补偿误差
≤±2℃
测量数显范畴
-1999∽9999

工作环境
0∽50℃，相度湿度≤85%RH

电源
AC 220V±10% 50HZ/60HZ
功耗
≤4VA

热电阻与仪表接线图如下：

图 7热电阻与仪表接线图
湿度传感器选用：在普通状况下，韭菜在生长期间对湿度规定在75%RH～85%RH之间。检测空气湿度办法诸多，气原理是依照空气中水分与某种物质之间所引起变化，间接获得该物质吸水率。电容式、电阻式和湿敏元件分别是依照高分子材料吸湿后介电常感器考虑到如下几点：感湿性能好、敏捷度高、响应速度快、测量范畴数、电阻率和体积随之发生变化而进行湿度测量。选取集成湿度传宽，有较好一致性、可重复性，线性度好、湿滞小较高稳定性和可靠性，有较强抗污染能力、使用寿命长。因此本系统选用是余姚WS-01型号湿度传感器如下图2-7所示

图8余姚WS-01型湿度传感器

WS-01型号湿度传感器重要参数如下表2-3所示：

表4 WS-01型号湿度传感器重要参数
湿度范畴：
10%RH～85%RH湿度迟滞为±1.5%RH
测量精度：
±2％F.S±1.0个字
工作电压：
DC24V
工作环境:
20℃～60℃ 相湿度≤85%RH

湿度显示及控制：想要控制温室内湿度，咱们必要要配有想相应湿度显示控制仪表，在这里我选用是CJLC-9007系列智能液晶显示控制仪表，其可调节其湿度，当湿度达到咱们设定湿度下限值时，输出继电器S3动作。当湿度达到咱们设定湿度上限值时，输出继电器S4动作。

图9 CJLC-9007湿度显示仪表
CJLC-9007系列智能液晶显示控制仪表重要参数如下：
（1）输入双PT100 。
（2）输出支持各种输出控制方式，输出各种继电器输出：触点容量AC250V 7A（阻性负载）。
精度温度测量精度±0.5%F·S±1.0个字。 湿度测量精度±2%F·S±1.0个字。
（4）报警继电器输出：触点容量AC250V 7A（阻性负载）。
（5）供电 交流电： 110～242VAC，50Hz 。
（6）外型尺寸外型尺寸：160mm（宽）×80mm（高）×48mm（深）开孔尺寸：152mm×76mm 。
（7）工作条件湿度：10%～85%RH（无凝结）
(8）保存条件温度：-20～60℃，避免日光直晒 。

湿度传感器与仪表接线图:

图 10湿度传感器与仪表接线图
2.4环流风机
在温室大棚内部安装环流风机可以让棚内空气流通形成有序运动，保证空气质量均匀和稳定。如图11所示，适当高密度种植温室大棚。环流风机特点在于整体集流器设计，外壳采用不锈钢，整体集流器设计，整体防腐解决，使用寿命长达3～5年,风量大，噪音低，扇叶微动平衡解决可以使其高效工作。四台风机采用并联连接方式。

图11 环流风机实物图

2. 5 加热及加湿系统设计
2.5.1 燃油热风机加热系统
系统选用北京盛芳园有限公司生产KR80-100型燃油热风机，额定发热量为92880kcal/h,经计算，能满足供热面积600m²左右温室，其构造示意图如下图12所示:

图12 KR80-100型燃油热风机机构示意图
设备由风机、高效换热器、燃烧器及自动控制系统构成。风机采用FZL型轴流风机，风量大，风压高，噪声低，可采用风管送风，热风传播距离长，采暖区温度更均匀。换热器采用圆环柱筒型烟、空气夹套式构造，换热器材料所有用不锈钢，换热面积大，排烟非常温度低，热效率极高。燃烧器采用意大利RIELLO公司产品，燃烧效率达98％～100％，环保节能设有火焰探测装置，燃烧可靠。
2.5.2微雾加湿机
本系统采用北京瀚宁空气技术有限公司生产高压微雾加湿机，该产品将精滤得来自来水加大压力至7MPa，再从高压水管传送到喷嘴，通过超微细喷头雾化后以3～10微米微雾喷射到整个空间，使温室大棚达到增湿效果，加湿器具备效率高、省电、噪音小等特点，喷头及水雾分派器无动力易损部件，耐磨损，喷雾均匀。微雾加湿器加湿量为60～300kg/h，可满足加湿面积在600m²左右温室需要。

图13 微雾加湿机
3 主电路回路设计
3.1电气原理图
qq，可获取电子图及程序
3.2 环流风机电路设计
在本系统中，环流风机时整个温室大棚重要某些，它在植物生长周期中不断工作，重要是将大棚内空气形成对流，使植物在适当温度和湿度下生长。由于在植物生长期间需要对环流风机转速进行调节，在这里咱们通过变频器来实现环流风机调速，当开始启动环流风机时，以最高转速运营，也就是1120转/分钟，使大棚内温度、湿度迅速搅拌均匀，达到咱们设定温度和湿度，当温度和湿度达到预设值时，大风电机低速运营，转速为280转/分钟。在背面每三个小时换气中，大风电机以中速运营，转速为700转/分钟。
3.2.1变频器使用
在本系统中变频器所用到端子为：
L1、L2、L3：连接工频电源，为电源输入端。
U、V、W：变频器输出，接三相笼式电机。
STF：正转启动，STF信号ON时便正转，处在OFF时停止。
RH、RM、RL：信号组合，用来选取多段速度。
SP：信号公共输入端子。
RUN：变频器运营输出端子。
SE：集电极开路输出公共端，RUN、FU公共端子。
ABC:为异常输出端，当浮现异常时变频器停止工作。
控制端子使用如下图所示:
图15 变频器控制端子
SD为公共端，STF控制电机正转，STR控制电机反转，RL为环流风机以280n/min运营，RM为环流风机以700n/min运营，RH为环流风机以1120n/min运营。
变频器使用参数设立:由于本系统所使用都是普通三相电机，因此对其内部参数设立比较简朴，大多数是默认值，只需对如下参数进行设立。
Pr.4→40 设立高速频率为40HZ
Pr.5→25 设立中速频率为25HZ
Pr.6→10 设立低速频率为10HZ
Pr.7→1 设立加速时间为2S
Pr.8→1 设立减速时间为2S
Pr.9→5 电子过流保护
Pr.71→0 设立合用电机为适当原则电机热特性
Pr.79→2 操作模式选取
Pr.83→380 电机额定电压
Pr.84→50 电机额定频率
AC端为变频器异常输出端

3.2.2环流风机回路电路图
依照系统需要，M为环流风机，电机功率为4KW，额定电流为8A。QF2保护整个主回路作用，起到过载和短路保护。在此选用10A空气开关型号是德西力CDB6S1P10A。接触器KM1型号为CJ20-10A，当KM1线圈得电时，KM1主触头闭合，驱动环流风机运营。电路图如下图16所示。

图16 大风电机主回路电路

3.3加湿电机电路设计
加湿电机在系统中重要为植物正常生长提供适当湿度，本系统中采用是由北京瀚宁空气技术有限公司生产高压微雾加湿机，加湿主机采用高压陶瓷柱塞泵，压力大硬度强。接触器KM2型号为CJ20-10A，当接触器KM2主触头闭合时，加湿电机M2运营。下图16为加湿电机主回路。

图17加湿风机主回路电路

3.4风门电机电路设计
在植物生长过程中需要吸入大量二氧化碳，并排出氧气，为了让植物更好生长，每隔一段时间就会启动风门电机通风，使外界新鲜空气进入，因此风门控制系统重要作用是为植物提供新鲜空气。M3为风门电机，电机功率为1.1KW，电机额定电流应为2.5A，供电电压为交流380V。在此系统中通过KM3来控制风门电机，交流接触器KM3型号为CJT1-5A，QF4在整个主回路中起到短路保护作用，型号为正泰DZ15-40/C10。下图18为风门电机主回路。

图18风门电机主回路电路
3.5风冷电机电路设计
在整个植物生长过程中，植物呼吸可使温度升高，温度超过最高温度时风冷电机运转。依照系统需要，M4为冷风机电机，风冷电机功率为1.5KW，额定电流为3A。交流接触器为KM4产品型号为CJT1-5A，当KM4线圈得电时，KM4主触头闭合，驱动风冷电机运营。QF5为低压断路器型号为正泰DZ15-40/C10。下图19为风冷电机主回路。

图19风冷电机主回路电路

3.6加热风机主回路设计
在整个植物生长程中温度是非常重要因素，本系统中采用是燃油热风机加热系统，风机采用FZL型轴流风机，风流大、风压高、噪音小。依照系统需要，交流接触器KM5型号为CJT1-5A，当KM5线圈得电时，KM5主触头闭合，驱动风冷电机运营。下图20为加热风机主回路。

图20 加热风机主回路电路
4 软件程序设计
一种合理系统功能实现不单单只有硬件某些，也应当有与硬件相连软件某些，这对系统设计也是非常重要。软件重要功能是完毕对信息量逻辑运算，然后对硬件某些发出相相应工作指令让其动作。上述硬件系统并不是完善，由于只有软件与硬件互相搭配使用才干使得系统得到完善并使其充分发挥出相相应功能。

4.1PLCI\O分派表
PLCI\O分派图可以最直观体现出在系统中控制装置分派动作，本系统采用FX2N-32MR型号PLC是作为核心控制部件来使用，因此应当合理搭配它各项指标。其I\O分派图如下表所示：

表5 PLCI\O分派表

输入
输出
元件代号
输入继电器
作用
元件代号
输出继电器
作用
SA
X0
手/自动切换
RH
Y0
高速运营
SB1
X1
环流风机启动
RM
Y1
中速运营
SB2
X2
开始启动按钮
RL
Y2
低速运营
SB3
X3
加湿电机启动
STF
Y3
电机正转
SB4
X4
风门电机启动
KM1
Y4
大风电机运营
SB5
X5
风冷电机启动
KM2
Y5
加湿电机运营
SB6
X6
加热风机启动
KM3
Y6
风门电机运营
SB7
X7
暂停按钮
KM4
Y7
风冷电机运营
SB10
X10
停止按钮
KM5
Y10
加热风机运营
S1
X11
温度上限值输入
HL1
Y11
温度批示灯
S2
X12
温度下限值输入
HL2
Y12
湿度批示灯
S3
X13
湿度上限值输入
HA1
Y13
暂停警铃
S4
X14
湿度下限值输入
HA2
Y14
变频器异常 警铃
S5
X15
变频器异常输入

4.2PLC接线图
PLC接线图就是PLC硬件接线图，就是将PLC输入、输出端与控制系统中按钮、开关、批示灯以及其他输入、输出设备连线图画出来。与其他控制电路图同样，只但是PLC作为其中一器件而已。可以直观对PLC和外部器件连接方式。如下图：

图21 FX2N-32MR 接线图

4.3 主程序设计与分析
暂停程序：

按下暂停按钮X1一次后T16得电，0.5秒T15得电C31开始计数由此循环当C32计数达到30次时M50动作。也就是在按下X1推迟30分钟后，警报铃声响，当再次按下暂停按钮警铃不响，系统继续工作。
手/自动转换程序：

手/自动切换，正常运营时X0为OFF，手动是为ON，在正常运营时此段程序不执行。当X0闭合时为自动运营模式，X0断开是为手动运营模式。

环流风机、加湿电机运营程序：

按下环流风机启动按钮X1，C30<>K1时，X1常开触头闭合，M0得电，M0常开触头闭合，M1线圈得电环流风机以40HZ运营，按下开始启动按钮X2后，C30<>k1且湿度低于下限值时，加湿电机和M3湿度批示灯工作。当X14常开触点闭合时且湿度高于上限值时M4风门电机工作。

生长周期20天定期程：

X2为启动开始按钮当按下后，M14闭合同步T1开始工作当计数器C0计数60次后为一分钟工作时间，当计数器C1计数60次后为一小时工作时间，当计数器C2计数60次后为天工作时间，当计数器C3计数20次后为此段程序执行20天定期阶段程序。

大棚内温度、风冷电机、加热风机、大风电机控制程序：

当C3<>K20且C30C<>K1时M10得电，线圈闭合，X11为温度上限，X12为温度下限。 当X12闭合时M11得电，当X11和X12同步闭合时M12得电且M10以及M13不得电。大棚内对温度值控制，湿度控制、风冷电机控制、加热风机控制、大风电机转速控制。

大棚内换气程序：

当按下按钮X2后C30<>K1时，辅助继电器M51得电，常开触点M51闭合且M8013发出脉冲信号，C22开始计数，当C22计数60次后，此处计时为60秒，计数结束后C22置位，常开触点C22闭合，C23开始工作，当C23计数60次后，计数结束后C23置位，C24开始工作，在此阶段共三小时。（此阶段为换气阶段）。
系统换气延时程序：

当C24常开触头闭合，M45得电，M45常开触头闭合，计时器T14开始计时5秒，M46同步开始工作。三小时延时时间到，风门电机工作换气。工作五秒钟后停止工作。再循环延时三小时，从而控制风门电机工作换气工作五秒钟。
加湿电机手动程序：

按下X3（加湿电机手动控制按钮）按钮，X3常开触头闭合，Y5加湿电机运营。
风门电机手动程序：

按下X4（风门电机手动控制按钮）按钮，X4常开触头闭合，Y6风门电机运营。
风冷电机手动控制程序：

按下X5（风冷电机手动控制按钮）按钮，X5常开触头闭合，Y7风冷电机运营
加热风机加热手动控制程序：

按下X6（加热风机加热手动控制按钮）按钮，X6常开触头闭合，Y10加热风机工作。
变频器异常工作程序：

当变频器异常数据输入时X15动作，X15常开触头闭合，变频器浮现异常输出，Y14报警铃响起，此时异常报警工作。

结束语
毕业论文是本科学习阶段一次非常难得理论与实际相结合机会，通过这次完整给温室大棚温湿度控制系统做出毕业设计，我挣脱了单纯理论知识学习状态，以及实际设计结合锻炼了我综合运用所学专业基本知识，解决实际工程问题能力，同步也提高我查阅文献资料、设计规范以及电脑制图等其她专业能力水平，并且通过对整体掌控，以及对细节斟酌解决，都使我能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同限度提高。这是咱们都但愿看到也正是咱们进行毕业设计目所在。
毕业设计内容繁多，虽然过程相称繁琐但我收获知识却相称丰富。各种系统合用条件，各种设备选用原则，各种管道安装方式，我都是随着设计不断进一步而不断熟悉并学会应用。和教师沟通交流更使我从经济角度对设计有了更新认知，也对自己提出了更高规定。

参照文献
1.张剑峰.节能型日光温室环境因子物理模型及其评价[D].南京：南京农业大学.
2.刘慧，刘毅.温室技术发展方向[J]林业机械与土木设备。（3）
3.傅志刚.温室温湿度自动控制系统[J]建材技术与应用，（8）：5-7
4.鲁志康。以PLC为核心自动监测系统设计办法[J]绍兴文理学院学报1999，（05)
5.李红光. 可编程控制器编程几种误区[J]. 常州信息职业技术学院学报, ,(02) 
6.高勤.可编程控制器原理及应用.北京：电子工业出版社，.7
7.郁汉琪.电器控制与可编程序控制器应用技术.东南大学出版社，

附录A